Il metaboloma circadiano umano
NICOLE CARDON
NOTE
E NOTIZIE - Anno X – 11 febbraio 2012.
Testi pubblicati sul sito
www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind
& Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a
fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta
settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in
corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento rientra negli
oggetti di studio dei soci componenti lo staff
dei recensori della Commissione
Scientifica della Società.
[Tipologia del testo:
RECENSIONE]
L’orologio circadiano umano è alla base dell’orchestrazione di
molti aspetti della fisiologia, e la compromissione delle sue funzioni è stata
implicata in molte patologie, dalle neoplasie maligne alle sindromi metaboliche e al diabete. La ricerca in questo campo ha
fornito molti dati di conoscenza, dai quali si desume che certamente il
metabolismo e la funzione dell’orologio circadiano sono legati al livello trascrizionale, ma non è chiaro se questi effetti
sono sotto il controllo diretto dell’orologio o sono mediati dai cicli
riposo-attività e dalla temporizzazione dell’assunzione del cibo.
Per
cercare di chiarire questa questione, Robert Dallmann e colleghi hanno studiato
il metaboloma
umano in condizioni
particolari, che hanno favorito l’eliminazione di fattori in grado di alterare
il valore degli esiti (Dallmann R., et al. The human circadian
metabolome. Proceedings of the National
Academy of Science USA [Epub ahead of print doi:10.1073/pnas.1114410109],
2012).
Gli
autori dello studio sono esperti di studi cronobiologici e provengono dal
Chronobiology and Sleep Research Group, Institute of Pharmacology and
Toxicology, University of Zurich (Svizzera), e dal Centre for Chronobiology,
Psychiatric Hospital of the University of Basel (Svizzera).
Si
ricorda che il termine metaboloma[1] è stato coniato in analogia con
termini quali genoma, ossia l’insieme
dei geni di un organismo, proteoma, cioè
l’insieme di tutte le proteine, lipidoma,
trascrittoma, e così via, e sta ad
indicare l’insieme di tutti i metaboliti, dagli intermedi metabolici alle
molecole di segnalazione, che prendono parte ai processi vitali di un organismo
vivente in un determinato intervallo temporale che corrisponde all’epoca in cui
si effettua il saggio. La metabolomica
costituisce una nuova branca specializzata della biochimica, che indaga un
insieme altamente dinamico, in grado di riflettere le variazioni dell’espressione
genica, della regolazione trascrizionale e dell’adattamento del metabolismo a
condizioni ambientali, fasi vitali e stati patologici. Ben si comprende quanto
tale approccio si addica alle esigenze della ricerca cronobiologica.
L’indagine
condotta dai cronobiologi svizzeri ha analizzato il metaboloma del plasma sanguigno e della saliva in diverse ore della giornata. Per
minimizzare gli effetti indiretti, i
soggetti che hanno partecipato alla ricerca come volontari, sono stati tenuti
in una routine costante di 40 ore di postura forzata, illuminazione
costante, pasti isocalorici con precise cadenze orarie e privazione di sonno.
In
queste condizioni è risultato che circa il 15% di tutti i metaboliti identificati nel plasma e nella saliva erano sotto il controllo circadiano, in particolare gli acidi grassi del plasma e gli aminoacidi della saliva.
Presi
nel complesso, i dati emersi da questo studio, per il cui dettaglio si rimanda
al testo del lavoro originale, suggeriscono un forte effetto diretto dell’orologio circadiano endogeno
su numerose vie metaboliche umane; un effetto che appare indipendente dal sonno
e dalla nutrizione. Infine, i ricercatori hanno identificato numerose piccole
molecole come potenziali biomarkers nell’uomo della fase circadiana e della “pressione” del
sonno.
L’autrice della nota ringrazia la
dottoressa Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle
recensioni di lavori di argomento connesso che compaiono nelle “Note e Notizie”
(utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA” del sito).
[1] Il primo impiego del termine “metabolome” si fa risalire ad un lavoro di analisi funzionale sistematica del genoma del lievito: Oliver S. G., et al., Trends Biotechnol 16 (9): 373-378, 1998.